JPH01146327A - ドライエッチング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 汚染の少ないドライエツチングの方法に関し。

反応室にガスを流し始める際に乱流を生じなくしてウェ
ハへの塵の付着を低減し、デバイスの欠陥と１反応室の
洗浄回数の減少を目的とし。

ロードロック室を持つドライエツチング装置の反応室に
反応ガスを流して該室内に置かれたウェハのエツチング
を行う際に９反応ガスを流さない場合に反応ガスと実質
等流量の不活性ガスを流すようにした構成とする。

〔産業上の利用分野〕

本発明は汚染の少ないドライエツチングの方法に関する
。

ドライエツチングは半導体装置のウェハプロセスにおい
て、ウェハ上に被着された被膜の微細なパターニングに
広く用いられている。

〔従来の技術〕

ドライエツチングは５通常減圧下で反応ガスを流しエツ
チングを行うが、自動化、量産化のためロードロック室
を備えた装置を用い１反応室を大気圧にすることなく、
減圧状態を保ったままウェハを出し入れし、その間に反
応ガスを流して反応を起こさせている。

この時使用される反応ガスは塩素に代表されるように腐
食性、毒性があるので、ロードロツタ室には流れないよ
うにする必要がある。また特に反応室を複数備え、異な
った処理を連続して行うインライン型の装置では１反応
室間の相互汚染を避けるためには、搬送時に反応ガスを
流さないのが望ましい。

このために、従来はウェハを反応室に搬送後。

反応室とロードロック室間のゲートバルブを閉めた後１
反応室にガスを流すようにしていた。

しかしながら、ガス流量を制御するマスフローの特性上
、ガス導入後ガスの流れが安定するまでに時間がかかる
ことや、流し始めに大量のガスが反応室に流れ込み、塵
が舞い上がり、形成するデバイスに欠陥をつくる等の問
題があった。

この対策として１本出願人は先に 特公昭５８−１２３４２において、ガスは常に流してお
き。

反応室に流さない時は別のバイパスラインを通じて排出
することで、ガス流量を安定化し、無駄時間を減らす方
法を提起した。

次に、第５図、第６図を用いてその概要を説明する。

第５図は従来例によるエツチング方法を説明する装置の
概念図である。

図において、１は反応室、２は搬入側ロードロック室、
３は搬出側ロードロック室、４，５．６゜７はゲートバ
ルブ、８．９はウェハを収納するカセット、１０はウェ
ハ、　１１．１２．１３．１４．１５．１６はウェハ搬
送機構、　１７は反応ガスのボンベ、１８は反応ガスラ
イン、　１９はマスフロー、２０はバイパスライン、２
１はメカニカルブースタポンプ（またはターボポンプ）
　、　２２．２４はロークリポンプ、　（またはオイル
フリーポンプ、２３はガス吸着筒、２５は窒素ボンベで
ある。

第６図は従来例の場合に対する反応ガスの流量と反応室
内の圧力のタイムチャートである。

ゲートバルブ５が開かれ、ウェハが反応室内に搬送され
て、ガスは反応室側に流される。この時反応室内のガス
圧は図示のように急に立ち上がり乱流を発生し、塵が舞
い上がる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

近年、半導体デバイスが高集積化、高密度化されるに伴
い、微細な塵が問題となり、特にＳｉ基板にトレンチを
形成するエツチングのように１反応室壁面やガス吹き出
し口への堆積物生成の多いプロセスでは、上記の改良さ
れた従来例の方法を使用しても９反応室にガスを流し始
める際の乱流による堆積物の舞い上がりにより、デバイ
スの欠陥がつくられるので問題となってきた。これに対
する対策としては頻繁に反応室を洗浄するしかなく。

量産性を阻害していた。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点の解決は、ロードロック室を持つドライエツ
チング装置の反応室に反応ガスを流して該室内に置かれ
たウェハのエツチングを行う際に。

ウェハの搬送特等反応ガスを流さない場合に反応ガスと
実質等流量の不活性ガスを流すようにしたドライエツチ
ング方法により達成される。

〔作用〕

本発明では１反応ガスとは別に、窒素、アルゴン等の不
活性ガス（あるいは場合によっては酸素。

フレオン等）の反応室への導入ラインを設け、エツチン
グ時には反応ガス、搬送時には不活性ガスを反応室に流
す。この時１反応ガスと不活性ガスを実質等流量にして
おけば、ガスの切り換えに伴う流れの変化はなく９反応
室内の圧力も変化しないので、乱流が発生せず、塵の舞
い上がりを防止できる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例によるエツチング方法を説明
する装置の概念図である。

図において、１は反応室、２は搬入側ロードロック室、
３は搬出側ロードロック室、４．５，６゜７はゲートバ
ルブ、８．９はウェハを収納するカセット、　１０はウ
ェハ、　１１．１２．１３．１４．１５．１６はウェハ
搬送機構、　１７は反応ガスのボンベ、１８は反応ガス
ライン、１９はマスフロー、２０はバイパスライン、２
１はメカニカルブースタポンプ（またはターボポンプ）
　、　２２．２４はロークリポンプ、　（またはオイル
フリーポンプ、２３はガス吸着筒、２５は窒素ボンベ、
および２６は不活性ガスボンベ、２７は不活性ガスライ
ン、２８はマスフロー＋　Ｖｌ〜Ｖ、はバルブである。

この実施例は、従来例と同様に過渡特性の悪い従来のマ
スフローとバイパスラインを用い、これに不活性ガスラ
イン系統を付加した構成となっている。

なお、この装置と同様な構成を用いて、装置の不使用時
に、真空引きを行いながら不活性ガスを少量流して排気
ポンプからのオイル等の逆流を防止する方法が知られて
いるが１本発明は反応ガスと実質等流量の不活性ガスを
流す点、および反応ガスの流量と反応室内の圧力のタイ
ムシーケンスがこれと異なっている。

第２図は実施例の場合に対する反応ガスの流量と反応室
内の圧力のタイムチャートである。

ゲートバルブ５が開かれ、ウェハが反応室内に搬送され
て、バルブＶ、〜ｖ４を図示のように操作して反応室に
流されるガスを切り換えることにより。

反応室内のガス圧は図示のように一定になるため。

乱流を発生しなくなり、塵が舞い上がることは防止でき
る。

また、最近イノバス社製に代表される過渡特性の優れた
高速応答型のマスフローができており。

これを使用した場合の実施例を次の第３図、第４図に示
す。

第３図は他の実施例によるエツチング方法を説明する装
置の概念図である。

図において、１は反応室、２は搬入側ロードロック室、
３は搬出側ロードロツタ室、４，５．６゜７はゲートバ
ルブ、８，９はウェハを収納するカセット、１０はウェ
ハ、　１１．１２．１３．１４．１５．１６はウェハ搬
送機構、１７は反応ガスのボンベ、１８は反応ガスライ
ン、　　　　　　　””２１はメカニカルブースタポン
プ（または、ターボポンプ）。

２２、２４はロークリポンプ、　（または、オイルフリ
ーポンプ）、２３はガス吸着筒、２５は窒素ボンベ。

２６は不活性ガスのボンベ、２７は不活性ガスライン。

２９、３０は高速応答型マスフロー＋　Ｖｌ＋　ｖｓは
バルブである。

高速応答型マスフロー２９．３０はバルブ、マスフロー
間の容積を減らすため、バルブと一体化されている。

この例では、マスフローを制御してガス流量を高速に変
えることで１反応室に流れるガスを反応ガスから不活性
ガスに切り換えても（あるいはその逆の場合でも）圧力
変動を生じない。

第４図は他の実施例の場合に対する反応ガスの流量と反
応室内の圧力のタイムチャートである。

この場合も２反応室内のガス圧は図示のように一定にな
り、乱流を発生して塵が舞い上がることは防止できる。

上記の実施例では１個の反応室を持つ場合について説明
したが、複数個の反応室をロードロック室を介して連結
したインライン型装置や、大型搬送室にロードロック室
１反応室が複数取りつけられた型の装置等にも本発明を
適用すれば、前記の相互汚染を防止することができる。

つぎに、実際に上記の従来例、実施例、他の実施例によ
り２反応ガスとしてＲＣＩ３　＋５ｉＣ１４＋Ｃ１□を
用いて、深さ５μｍのＳｉトレンチエツチングを行った
場合のウェハへの塵の付着状態を調査した結果を第７図
に示す。

第７図は従来例、実施例、他の実施例において。

ウェハ処理枚数に対するウェハへの塵の付着状態を示す
図である。

上記の従来例（３）、実施例（１）、他の実施例（２）
それぞれウェハを２００枚処理する毎にダミーウェハを
処理し、市販のウェハ表面欠陥検査装置（例えば。

サーフスキャン４０００．テンカー社製）を用いて。

５インチウェハ全面上の０．３μｍ以上の塵粒子数の増
加を調べた。

上記何れの実施例においても、従来例に比べ。

ウェハへの塵の付着は少なくなり、従って反応室の洗浄
サイクルを長くすることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば１反応室にガスを流
し始める際の乱流が生じなくなり、堆積物の舞い上がり
によるウェハへの塵の付着が低減された。

従って形成されるデバイスの欠陥も少なくなり。

また頻繁に反応室を洗浄しなくてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるエツチング方法を説明
する装置の概念図。 第２図は実施例の場合に対する反応ガスの流量と反応室
内の圧力のタイムチャート。 第３図は他の実施例によるエツチング方法を説明する装
置の概念図。 第４図は他の実施例の場合に対する反応ガスの流量と反
応室内の圧力のタイムチャート。 第５図は従来例によるエツチング方法を説明する装置の
概念図。 第６図は従来例の場合に対する反応ガスの流量と反応室
内の圧力のタイムチャート。 第７図は従来例、実施例、他の実施例において。 ウェハ処理枚数に対するウェハへの塵の付着状態を示す
図である。 図において。 １は反応室。 ２は搬入側ロードロック室。 ３は搬出側ロードロック室。 ４．５，６．７はゲートバルブ。 ８．９はウェハを収納するカセット。 １０はウェハ。 １１、１２．１３．１４．１５．１６はウェハ搬送機構
。 １７は反応ガスのボンベ。 １８は反応ガスライン。 １９はマスフロー。 ２０はバイパスライン。 ２１はメカニカルブースタポンプ （またはクーポポンプ）。 ２２、２４はロークリポンプ。 （またはオイルフリーポンプ）。 ２３はガス吸着筒。 ２５は窒素ボンベ。 ２６は不活性ガスボンベ。 ２７は不活性ガスライン。 ２８はマスフロー。 ２９、３０は高速応答型マスフロー。 Ｖ、−Ｖ、はバルブ 一蒔開 ｒ］也０勺ダタ・ｆムチｖ’ｒ− 第２層 惰３図 偲めｖｈイク］のクイムケマート 第５ｎ 谷〔呆４〃・」のタイム号で−Ｆ 鵠八Ｍ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ロードロック室を持つドライエッチング装置の反応室
   に反応ガスを流して該室内に置かれたウェハのエッチン
   グを行う際に、反応ガスを流さない場合に反応ガスと実
   質等流量の不活性ガスを流すようにしたことを特徴とす
   るドライエッチング方法。